Indonesian Sugar Research Journa l June 2022, Vol. 2 No. 1 page: 22-34 p-ISSN: 2275-2100   e-ISSN:  2798-5415
Karakterisasi Fitokimia Powder Enkapsulasi Nira Tebu Menggunakan Varietas BL, PSDK 923, dan PSBM 901
Phytochemical Characterization of Sugarcane Juice Encapsulation Powder Using BL, PSDK 923 and PSBM 901 Varieties
Opal Priya Wening 1 ), Simping Yuliatun 1 ), Millenia Mustika Artin 2 )
dan Stefanie Bernike Agatha 2 )
1) Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia, Pasuruan
2) Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret, Solo
Alamat korespondensi, Email: opalpriyawening@gmail.com

## ABSTRAK
Enkapsulasi  merupakan  teknik  untuk  mengubah  nira  tebu  berbentuk  cairan  menjadi powder menggunakan  bahan  penyalut  (matriks) dengan  tetap  mempertahankan  kandungan fitokimianya  yang  bermanfaat.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  karakteristik fitokimia  (komponen  flavonoid,  fenolik,  dan  antosianin)  dari  nira  tebu  yang  telah  berhasil dienkapsulasi  menjadi  bentuk powder menggunakan spray  dryer .  Penelitian  menggunakan nira tebu dari 3 (tiga) varietas yaitu BL, PSBM 901, dan PSDK 923 dengan brix 18 – 20 %, 5 (lima) variasi formulasi dengan maltodekstrin (DE), homegenisasi 15.000 rpm, dan dialirkan ke spray  dryer (suhu inlet 140  –  185 o C ;  outlet 70  –  90 o C)  sehingga  didapatkan powder untuk  dianalisis  kandungan  fitokimianya.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  komponen flavonoid dan fenolik powder nira tebu tertinggi adalah nira tebu dari varietas PSBM 901(DE = 5,00%) dengan nilai 3.403,83 μg QE/g dan 1.031,51 ± 11,31 mg GAE/g. Sedangkan untuk kandungan antosianinnya adalah nira tebu dari varietas PSDK 923 (DE = 5,00%) dengan nilai 1,091 ± 0,22  mg/100g.  Gugus  fungsional diketahui  melalui absorbance NIRS  dan  hasilnya terkonfirmasi  bahwa  seluruh  formulasi  mengandung  senyawa  komponen  flavonoid,  fenolik, dan antosianin.
Kata kunci : tebu, serbuk nira tebu, fitokimia, flavonoid, fenolik, antosianin

## ABSTRACT
Encapsulation is a technique of converting liquid sugarcane juice into powder using a coating  material  (matrix)  to  maintain  its  beneficial  phytochemical  content.  The  purpose  of this  study  was  to  determine  the  phytochemical  characteristics  (flavonoid,  phenolic,  and anthocyanin  components)  of  sugarcane  juice  that  had  been  successfully  encapsulated  into powder  form  used  spray  dryer.  The  study  used  sugarcane  juice  from  3  (three)  varieties, namely  BL,  PSBM  901,  and  PSDK  923  with  brix  18  –  20%,  5  (five)  formulation  of maltodextrin (DE), homogenized at 15.000 rpm, and flowed to spray dryer (inlet temperature 140 – 185 °C; outlet 70 – 90 °C) so that the powder was formed and then to be analyzed for
its  phytochemical  content.  The  results  showed  that  highest  flavonoid  and  phenolic components of sugarcane juice powder were sugarcane juice from PSBM 901 variety (DE = 5,00%)  with  a  value  of  3.403,83  g  QE/g  and  1.031,51  ±  11,31  mg  GAE/g.  Meanwhile,  the higher anthocyanin content was sugarcane juice from PSDK 923 variety (DE = 5,00%) with a  value  of  1,091  ±  0,22  mg/100g.  Functional  groups  were  identified  through  NIRS absorbance and the results confirmed that all formulation contained flavonoid, phenolic, and anthocyanin components.
Key words:  sugarcane,  sugarcane  juice  powder,  phytochemicals,  flavonoid,  phenolic, anthocyanin

## PENDAHULUAN
Nira yang berasal dari tebu ( Saccharum officinarum L.) telah dikenal sebagai minuman segar alami yang termasuk golongan super  food dengan  kandungan  gula alami dan komponen yang bermanfaat seperti mineral  (besi,  magnesium,  fosfor,  dan kalsium),  asam  organik  (asam  malat,  asam suksinat, asam akonitat, asam amino, protein, pati, gum , wax ,  dan  fosfatida non -gula (Qudsieh et  al. ,  2001).  Menurut  (Ali et  al ., 2019),  kandungan  utama  nira  tebu  adalah gula  dan  komponen  asam  organik  (asam amino  dan  asam  lemak),  flavonoid,  fenolik, dan  sterol.  Asam  organik  kategori  asam amino  berupa  valin,  alanin,  dan  aspartam. Sedangkan  asam  organiknya  berupa  asam malat, asam akonitat dan asam format.
Secara spesifik,  Paton & Duong (1992) menyatakan  bahwa  batang  tebu  memiliki kandungan  fitokimia.  Kandungan  tersebut berasal  dari  metabolit  sekunder  yang  terdiri dari  komponen  senyawa  utama:  flavonoid, polifenol,  dan  antosianin  (Payet et  al .,  2006; Duarte-Almeida et  al .,  2011;  Zhao et  al ., 2013).  Keseluruhan  komponen  tersebut disebut  sebagai  senyawa  bioaktif  yang memiliki manfaat sebagai antioksidan. Komponen flavonoid dan antosianin menunjukkan aktivitas sebagai anti- karsinogenik,  anti-mikrobial,  anti-radang  dan anti-oksidan  (Robert et  al .,  2010).  Hasil  dari berbagai  penelitian  menyatakan  komponen flavonoid pada nira tebu sekitar 170 – 259 mg QE/100  g  (Abbas et  al .,  2013;  Ali et  al .,
2019)  dan  senyawa  fenolik  mencapai  93±2,9 mg  GAE/100  g  (Ali et  al .,  2019).  Sumber komponen flavonoid nira tebu segar tergolong tinggi apabila dilakukan perbandingan  dengan  tanaman  segar  lainnya seperti apel (98 – 143 mg QE/100 g), bawang merah (71 – 80 mg QE/100 g), dan tomat (0,5 – 3 mg QE/100 g) (Ali et al ., 2019).
Meskipun nira tebu memiliki kandungan fitokimia yang bermanfaat, kelemahannya  terletak  pada  daya  tahan  atau umur  simpan  ( self-life )  dari  minuman  ini yang tergolong sangat pendek. Nira tebu hasil pemerahan memiliki tingkat higienitas rendah,  kandungan  gula  tinggi,  dan  pH rendah  (kondisi  asam).  Hal  ini  dapat menyebabkan  mikroorganisme  seperti yeast , bakteri  pembusuk,  dan  patogen  akan  mudah tumbuh dan terjadi fermentasi pada nira tebu (Robert et  al .,  2010).  Mendapatkan  nira  tebu dengan  kualitas  kandungan  fitokimia  dan kesegaran  seperti  asalnya  tidaklah  mudah, karena karakteristiknya yang sensitif terhadap sinar  cahaya  dan  panas.  Penggunaan  metode pasteurisasi  parsial  pada  nira  tebu  untuk memperpanjang  umur  simpan  tidak  dapat berkembang  secara  komersial.  Metode  ini dapat mengubah karakteristik nira tebu secara sensori dan warna (Vaz & Peter, 2019).
Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk  mempertahankan  kandungan  fitokimia serta memperpanjang umur simpannya adalah dengan  menggunakan  metode  enkapsulasi (Vaz  &  Peter,  2019).  Metode  ini  menggu- nakan  bahan  pengikat  (matriks)  yang  dapat melindungi sifat-sifat fisikokimia dan bioaktif
terhadap pengaruh degradasi termal (Largo et al .,  2015;  Khuenpet et  al .,  2016).  Dengan menggunakan  bantuan  alat spray  dryer ,  nira tebu  mampu  dirubah  dari  awalnya  berbentuk cairan  menjadi powder (serbuk)  sehingga akan menjadi lebih mudah dalam penanganan dan  memiliki  umur  simpan  yang  lebih  lama karena  berbentuk  kering  dan  stabil.  Bahan pengikat  (matriks)  atau  pengapsul  yang  telah homogen  pada  proses  enkapsulasi  dalam spray dryer dengan pemanasan ruang tertutup yang  telah  diatur  suhunya,  diketahui  mampu berperan sebagai pertahanan, sehingga retensi terhadap kandungan fitokimia nira tebu  (Hari et  al .,  2013;  Vaz  &  Peter,  2019;  Duarte- Almeida et  al .,  2006;  Khare et  al .,  2012; Nishad et  al .,  2017).  Namun,  untuk  jenis komponen  dan  nilai  kandungan  bioaktif dalam  bentuk powder nira  tebu  belum dilaporkan.  Sehingga  informasi  dari  hasil penelitian  tersebut  akan  menjadi  dasar  dan tindak  lanjut  terkait  pemanfaatan  metode enkapsulasi  menggunakan  alat spray  dryer . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui karakteristik  kandungan  fitokimia  utama khususnya  komponen  flavonoid,  fenolik,  dan antosianin serta karakteristik fisik dari produk powder enkapsulasi  nira  tebu  menggunakan varietas BL, PSBM-901 dan PSDK-923.

## METODE

## Waktu dan tempat
Penelitian ini dilakukan selama 3 bulan, yaitu bulan Januari  – Maret tahun 2021 yang bertempat  di  Laboratorium  Pasca  Panen, Pusat  Penelitian  Perkebunan  Gula  Indonesia (P3GI), Pasuruan

## Bahan dan Alat
Bahan  utama  yang  digunakan  pada penelitian  ini  adalah  tebu  lonjoran  utuh  dan segar  dari  3  (tiga)  varietas:  BL,  PSBK-923, dan  PSBM-901  yang  diperoleh  dari  Kebun Percobaan  (KP)  Pasuruan,  P3GI.  Setiap
varietas tebu diperah dengan gilingan mini di Laboratorium  Pasca  Panen,  P3GI.  Bahan lainnya  yang  digunakan  adalah  bahan pengikat  (matriks)  maltodekstrin  (DE)  dan bahan kimia pendukung ekstraksi, proses, dan analisa  seperti  alkohol  95%, potasium  asetat 1  M, deionized  water ,  aluminium  klorida 10%,  HCl  2  M,  NaOH  2  M,  reagen Folin- Ciocalteau ,  sodium  karbonat  7,5%  serta lainnya.  Sedangkan  peralatan  selama  proses dan  operasional  yang  digunakan  pada penelitian  ini  adalah  gilingan  mini, spray dryer  set , magnetic  stirrer dan hot  plate . Sedangkan peralatan atau instrument pendukung  analisa  adalah NIRS  FOSS  XDS Rapid  Content  Analyzer panjang  gelombang (λ) 400 –  2.500  nm,  termometer, spektrofotometer,  pH  meter,  saringan  200 mesh , dan alat gelas kimia seperti gelas ukur, tabung  reaksi,  labu  ukur,  gelas  erlenmeyer serta lainnya.

## Prosedur penelitian
Nira  tebu  utuh  dan  segar  dengan  brix 18  –  20%  disaring  terlebih  dahulu  dengan saringan  200 mesh untuk  memisahkan kotoran  tidak  terlarut  dan  ampas  tebu.    Nira tebu yang telah disaring dilakukan formulasi: perbedaan  varietas  dan  konsentrasi  (%,  b/v) bahan perekat (matriks) menggunakan maltodekstrin  (DE)  sehingga  didapatkan  5 (lima)  formulasi  yang  dapat  dilihat  pada Tabel 1.
Setiap batch -nya menggunakan  sampel nira  tebu  sebanyak  10  liter.  Setelah diformulasikan,  kemudian  diaduk  hingga homogen  dan  disaring  supaya  kotoran  yang tidak  larut  dapat  terpisah.  Campuran  nira tersebut dialirkan dan disemprotkan ke dalam ruang atau chamber pengering dengan nozzle pada  kecepatan  stabil ± 15.000  rpm.  Suhu inlet ruang pengering diatur 140 – 185 o C dan suhu outlet diatur  70  –  90 o C.  Cairan  yang disemprotkan  akan  mengering  di  dalam ruang pengering menghasilkan powder yang

## Tabel 1. Formulasi dari enkapsulasi nira tebu powder
Table 1. Formulation of encapsulated sugarcane juice powder
Kode Formulasi Formulation code Varietas Variety Nira tebu Sugarcane juice Maltodekstrin Maltodextrin (l) (%, b/v) V 1 F 1 BL 10,00 15,00 V 2 F 2 BL 10,00 10,00 V 3 F 3 BL 10,00 5,00 V 4 F 3 PSBM 901 10,00 5,00 V 5 F 3 PSDK 923 10,00 5,00
dikumpulkan  dan  dikeluarkan  dari  ruang pengering  dengan  bantuan  separator  atau kolektor  serbuk. Powder nira  tebu  yang diperoleh selanjutnya di ekstraksi menggunakan  metode  maserasi,  kemudian dianalisis  karakteristik  fisik-visual  serta fitokimianya  (komponen  flavonoid,  fenolik, dan  antosianin).  Identifikasi  senyawa  dari komponen  fitokimia  berdasarkan  gugus fungsional menggunakan near infrared spectroscopy (NIRS).

## Ekstraksi Metode Maserasi
Sebelum  dilakukan  analisa  kandungan fitokimia,  perlu  dilakukan  ekstraksi  sampel nira  tebu powder dengan  menggunakan metode  maserasi.  Sebanyak  15  gr  sampel dilarutkan  dengan  200  ml  alkohol  95%  pada suhu kamar selama 2 hari dengan pengocokan intermitten .  Setelah  perendaman  2  hari, dilakukan  penyaringan  dengan  kertas  saring, ditimbang  beratnya,  dan  diukur  volume akhirnya.

## Metode Analisa Kandungan Fitokimia
Total Komponen Flavonoid ( Total Flavonoid  Content ,  TFC)  (Abbas et  al ., 2013; Da Silva & Paiva, 2012)
Total  komponen  flavonoid  ditentukan menggunakan  uji  kolorimetri  alumunium klorida. Quercetin digunakan sebagai standar untuk  membuat  kurva  kalibrasi.  Pengukuran
absorbansi dilakukan pada panjang gelombang 415 nm. Sebanyak 0,5 ml ekstrak ditambahkan  1,5  ml  alkohol  95%  dan  0,1  ml potasium asetat 1 M. Selanjutnya ditambahkan  2,8  ml deionized  water dan  0,1 ml larutan aluminium klorida 10%. Campuran  dikocok  sampai  homogen  dan didiamkan selama 40 menit pada suhu ruang. Absorbansi  larutan  diukur  pada  panjang gelombang  376  nm.  Komponen  flavonoid dalam powder dinyatakan  dalam  mg  QE/100 gram  ekstrak.  Semua  percobaan  dilakukan pengulangan  sebanyak  3  kali  untuk  dibuat rerata.
Total  Komponen  Fenolik  ( Total  Phenolic Content , TPC) (Abbas et al ., 2013)
Total kandungan  senyawa  fenolik ditentukan  dengan  metode Folin-Ciocalteau . Asam  galat  digunakan  sebagai  standar  untuk pembuatan  kurva  kalibrasi  dan  absorbansi sampel  dilakukan  pada  panjang  gelombang 765  nm.  Ekstrak  sampel  sebanyak  0,5  ml ditambahkan  2,5  ml  reagen Folin-Ciocalteau 10%  (v/v)  dan  2  ml  larutan  sodium  karbonat 7,5%. Campuran di inkubasi selama 40 menit pada  suhu  45 o C.  Absorbansi  sampel  diukur pada panjang gelombang 765 nm. Kandungan senyawa  fenolik  dalam  ekstrak  serbuk dinyatakan  dalam  mg  GAE  per  gram  serbuk (mg GAE/g DE). Semua percobaan dilakukan pengulangan  sebanyak  3  kali  untuk  dibuat rerata.
Total Komponen Antosianin ( Total Anthocyanin Content , TAC)
a. Uji  Konfirmasi  Antosianin  (Pallavi et al ., 2012)
Sebelum  dilakukan  penentuan  total antosianin,  dapat  dilakukan  uji  konfirmasi komponen antosianin. Uji konfirmasi antosianin  dilakukan  dengan  HCl  2  M  dan NaOH 2M. Uji konfirmasi antosianin dengan HCl 2 M dilakukan dengan penambahan 1 ml ekstraksi  sampel  dengan  2  ml  HCl  2  M. Kemudian  dilakukan  pemanasan  pada  suhu 100  °C  selama  5  menit.  Pengamatan dilakukan berdasarkan perubahan warna.
b. Total  Komponen  Antosianin  (TAC) (Suzery et al ., 2010)
Penentuan  total  komponen  antosianin tiap sampel dilakukan dengan cara memasukkan  masing-masing  1  ml  sampel  ke dalam  dua  tabung  reaksi  dan  ditambahkan  4 ml  larutan  pH  1,0  ke  dalam  tabung  tabung pertama  (ke-1)  dan  4  ml  larutan  pH  4,5  ke tabung  kedua  (ke-2).  Campuran  didiamkan selama  15  menit.  Setelah  itu  dilakukan pembacaan asorbansi pada panjang gelombang 510 nm dan 700 nm pada masing- masing larutan. Penggunaan panjang gelombang 510 nm adalah panjang gelombang  maksimum  untuk sianidin-3- glikosida dan  panjang  gelombang  700  nm berfungsi  untuk  mengoreksi  endapan  yang masih  terdapat  dalam  sampel.  Konsentrasi antosianin dihitung sebagai sianidin-3- glikosida menggunakan  koefisien  ekstingsi molar sebesar 26.900 l/cm dan berat molekul sebesar 448,80 g/mol. Konsentrasi antosianin (mg/l) dapat dihitung dengan rumus:
𝐴 𝑥 𝐵𝑀 𝑥 𝐹𝑃 𝑥 1.000 (𝜀 𝑥 1)
Keterangan:
A = absorbansi BM = berat molekul (448,8 g/mol) FP = faktor pengenceran (5 ml 0,05 m/l)
ε = koefisien ekstingsi molar (26.900 l/cm)
Konsentrasi antosianin selanjutnya dinyatakan  dalam  mg  CyE/g  sampel  (CyE  = sianidin equivalen ).

## Spektrum Gugus Fungsional dengan NIRS
Pengukuran  dan  pemindahan  ( scan ) sampel nira tebu powder dilakukan menggunakan  instrumen NIRS  FOSS  XDS Rapid Content Analyzer pada rentang panjang gelombang  400  –  2.500  nm.  Sampel diletakkan  pada sample  cell ( solid )  sebanyak  100  gram,  kemudian  dilakukan  proses pemindahan  ( scan ) reflectance  mode dan analisa spektrum menggunakan Vision Software ( windows  infrasoft  international, versi 4.10.0.15326) kemometrik package ..

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Enkapsulasi Nira Tebu
Nira  tebu  yang  awalnya  berbentuk cairan  telah  berhasil  di  enkapsulasi  menjadi bentuk powder dengan menggunakan  alat spray  dryer .  Perbedaan  formulasi  dan parameter  proses  operasi  dilakukan  sebagai upaya  optimalisasi  (varietas,  matriks,  dan operasional) yang ternyata mampu menghasilkan  karakteristik  produk output yang  berbeda-beda,  seperti  warna,  bobot, serta  kandungan  fitokimianya  (komponen flavonoid,  fenolik,  dan  antosianin).  Hasil selengkapnya  dapat  dilihat  pada  Tabel  2. Berdasarkan  Tabel  2,  bobot  produk  ( yield ) tertinggi  didapatkan  pada  formulasi  V 1 F 1 sebesar  27,74%  (3.189,56  gr)  dan  yang terkecil  pada  formulasi  V 5 F 3 sebesar  8,71% (914,60 gr).

## Karakteristik Fisik-Visual
Powder enkapsulasi nira  tebu  dengan jenis input, konsentrasi  bahan  enkapsulasi, dan kondisi proses operasional yang berbeda, dapat  memberikan  karakteristik  fisik-visual yang  berbeda  juga.  Pada  karakteristik  fisik,
terdapat perbedaan dari bentuk dan teksturnya yang dapat dilihat pada Tabel 3.
Rata-rata  setiap  formulasi  memiliki bentuk  serbuk  halus  dan  tekstur  halus. Beberapa  formulasi  seperti  V 4 F 3 ,  memiliki bentuk yang halus namun tekstur yang sedikit kasar  dan  lengket.  Kondisi  ini  diduga dipengaruhi oleh daya ikat terhadap air (suhu inlet-outlet dan  konsentrasi  maltodekstrin) selama  proses  enkapsulasi  dan spray  dryer . Semakin  tinggi  suhu inlet, serta  semakin rendah suhu outlet dan konsentrasi maltodekstrinnya  maka  akan  semakin  mudah untuk  mengikat  air  yang  ada  di  lingkungan. Hal  ini  menyebabkan  nira powder menjadi bersifat  higroskopis  tinggi  (Largo et  al ., 2015). Maltodekstrin berguna untuk melindungi nira tebu (cairan) dari udara yang terlalu panas pada saat berada di spray dryer dengan membentuk lapisan ( film ) yang kedap
air  saat  proses spray  dryer (Chuacharoen, 2017).
Pada  karakteristik  visual,  terdapat perbedaan dari warna yang dapat dilihat pada Gambar  1.  Beberapa  faktor  utama  yang diduga  dapat  menyebabkan  perbedaan  warna pada setiap formula adalah jenis varietas tebu dan  suhu inlet-outlet  spray  dryer .  Formulasi V 1 F 1 , V 2 F 2 , dan V 3 F 3 menggunakan  varietas yang  sama  (BL)  namun  berbeda  pada konsentrasi  maltodekstrin,  terlihat  warnanya dominan  putih-kekuningan.  Warna  sangat dipengaruhi  oleh  jenis  varietas,  khususnya bersumber  dari  pigmen  bagian  kulit  ( rind ) dan kadar komponen fenol pada tebu (Hari et al. ,  2013).  Nira  tebu  dengan  penggilingan tanpa  menggunakan  kulit  ( rind )  dan  niranya berwarna  lebih  cerah  (Sreedevi et  al. ,  2021). Proses  selama  operasional spray  dryer akan menggunakan panas, sehingga sangat
Tabel 2. Hasil spray dryer nira tebu menggunakan berbagai formulasi
Table 2. Result of spray dryer sugarcane juice using various formulation
Parameter Parameter Satuan Unit Kode formulasi Formulation code V 1 F 1 V 2 F 2 V 3 F 3 V 4 F 3 V 5 F 3 Briks Brix % 19,20 20,00 18,40 15,80 20,00 pH pH 5,32 5,25 5,20 5,73 5,23 Suhu inlet Inlet temperature o C 175,00 185,00 140,00 140,00 140,00 Suhu outlet Outlet temperature o C 88,00 85,00 70,00 70,00 70,00 Kecepatan spray Spray speed rpm 15.000 15.000 15.000 15.000 15.000 Jumlah nira tebu Amount of sugarcane juice liter 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 Jumlah maltodekstrin Amount of maltodextrin % (b/v) 15,00 10,00 5,00 5,00 5,00 Bobot produk akhir Final product yield kg 3.189,56  2.454.79  2.287,78  1.874,78 914,60 % 27,74 22,32 21,79 17,86 8,71
berpengaruh  terhadap  reaksi non -enzimatik (seperti  reaksi maillard )  dan  karamelisasi yang  dapat  menyebabkan  perubahan  warna (Vongsawasdi et al ., 2002).
Karakteristik  Fitokimia Powder Enkap- sulasi Nira Tebu
Karakteristik fitokimia powder
enkapsulasi  nira  tebu  yang  diamati  adalah komponen flavonoid, fenolik, dan antosianin.
Sampel  analisa  merupakan  ekstrak  nira  tebu powder yang  telah  melalui  metode  maserasi. Sebelum  dilakukan  analisa  kadar  kandungan fitokimia,  khususnya  komponen  antosianin perlu dilakukan tes konfirmasi keberadaanya.
Pada  tes  ini,  dapat  dilakukan  dengan menggunakan  2  (dua)  metode,  yaitu  metode tes HCl 2 M dan NaOH 2 M. Hasil dari kedua metode tes komponen antosianin dapat dilihat pada Gambar 2.
Tabel 3. Karakteristik fisik dari nira tebu powder pada berbagai formulasi
Table 3. Physical characteristic of the sugarcane juice powder in various formulation
Parameter Parameter Kode formulasi Formulation code V 1 F 1 V 2 F 2 V 3 F 3 V 4 F 3 V 5 F 3 Bentuk Form Serbuk halus  Serbuk halus  Serbuk halus Serbuk sedikit kasar Serbuk sedikit kasar Tekstur Texture Halus Halus Halus dan lengket Sedikit kasar  Sedikit kasar
Putih lebih kekuningan (V 1 F 1 ) Putih sedikit kekuningan (V 2 F 2 )
Gambar 1. Karakterisik visual dari nira tebu powder pada berbagai formulasi
Figure 1. Visual characteristic of the sugarcane juice powder in various formulation
Putih
Kekuningan (V 3 F 3 ) Hijau muda kecoklatan (V 4 F 3 ) Hijau tua Kecoklatan ( V 5 F 3 )
Blanko awal V 1 F 1 V 2 F 2 V 3 F 3 V 4 F 3 V 5 F 3 (a) Metode tes HCl 2 M Blanko awal V 1 F 1 V 2 F 2 V 3 F 3 V 4 F 3 V 5 F 3

## (b) Metode tes NaOH 2 M
Gambar 2.  Konfirmasi komponen antosianin nira tebu powder setiap varietas menggunakan (a) metode tes HCl 2 M dan (b) metode tes NaOH 2 M
Figure 2.  Validation of the anthocyanin components of sugarcane juice for each variety using (a) 2 M HCl test method and (b) 2 M NaOH test method
Hasil tes konfirmasi komponen antosianin  dapat  dikatakan  valid  apabila kedua metode tersebut menghasilkan perubahan warna. Pada tes dengan menggunakan metode HCl 2 M, menunjukkan  dimana  warna  awal  sampel maserasi yang  dicampur  dengan  HCl  2  M sebelum  dilakukan  pemanasan  berwarna bening (Gambar 2.a. blanko awal). Kemudian setelah  dipanaskan  pada  suhu  100 o C  sampel maserasi berubah  warna  sedikit  merah. Menurut  Pallavi et  al. (2012)  sampel  yang ditambahkan  dengan  HCl  2  M  akan menyebabkan  perubahan  warna  menjadi
merah.  Hal  tersebut  ditemukan  pada  saat sampel  dibiarkan  panas  pada  suhu  100  °C (stabil).  Semakin  pekat  warnanya  maka kadarnya  juga  akan  semakin tinggi,  sehingga komponen  antosianin  yang  kadarnya  paling banyak  terdapat  pada  sampel  formulasi  V 5 F 3 dengan  warna  merah  yang  lebih  jelas dibandingan sampel lainnya. Sedangkan hasil metode  tes  konfirmasi  komponen  antosianin dengan menggunakan NaOH 2 M menunjukkan  bahwa  sampel  maserasi  yang awalnya  berwarna  kuning-bening  (Gambar 2.b. blanko awal), ketika ditambahkan NaOH 2  M  maka  akan  berubah  warnanya  menjadi
kuning-bening yang lebih pekat. Hal ini dapat terjadi  karena  nilai  pH  yang  meningkat (Harbone, 1987). Setelah terkonfirmasi terdapatnya  komponen  antosianin,  maka selanjutnya  sampel  formulasi  nira  tebu powder maserasi dilakukan analisa kandungan  fitokimianya  berupa  flavonoid, fenolik,  dan  antosianin  untuk  mengetahui kadarnya.  Hasil  dari  analisa  setiap  formulasi dapat dilihat pada Tabel 4.

## Total Komponen Flavonoid (TFC)
Pengukuran TFC nira tebu menggunakan  metode  maserasi:  kolorimetri aluminium  klorida.  Nira  tebu  mengandung komponen flavonoid seperti flavones, isoflavones, apigenin, luteolin , tricin , catechins, naringenin , dan lainnya (Harborne et  al .,  1974;  Smith  &  Paton,  1985;  Duarte- Almeida et  al .,  2006).  Berdasarkan  Tabel  4, TFC  tertinggi  terdapat  pada  formulasi  V 5 F 3 (3.403,83  µg  QE/g)  dan  terendahnya  pada formulasi V 1 F 1 (1.153,62 ± 327,93 µg QE/g). Berdasarkan  hasil  penelitian  Joaquim et  al. (2010),  komponen  flavonoid: apigenin dan
luteolin memiliki  kadar  paling  dominan diantara  komponen  fitokimia  lainnya.  Secara spesifik, apigenin dan leteolin dapat menghambat aktivitas oxidative stress (Nielsen et  al .,  1999)  serta apigenin sendiri juga  mampu  menginduksi  efek  penghambat pertumbuhan tumor (Jeyabal et al ., 2005).

## Total Komponen Fenolik (TPC)
Pengukuran TPC nira tebu menggunakan metode maserasi: Folin- Ciocalteau .  Berdasarkan  Tabel  4,  TPC tertinggi  terdapat  pada  formulasi  V 5 F 3 (1.031,51 ± 11,31 μg  GAE/g)  dan terendahnya  pada  formulasi  V 2 F 2 (645,75  μg GAE/g).  Secara  umum,  komponen  fenolik pada  nira  tebu  memiliki  manfaat  sebagai antioksidan  yang  terdiri  dari caffeic  acid, gallic  acid,  chlorogenic  acid , sinapic  acid , dan lainnya (Kim et al. , 2003). Namun, untuk caffeic  acid,  chlorogenic  acid, dan sinapic acid sangat  sensitif  terhadap  panas  sehingga dapat  menurunkan  kadar  komponen  fenolik selama  proses  operasional  (Duarte-Almeida et al ., 2006).
Tabel 4. Kadar kandungan fitokimia: total komponen flavonoid , fenolik, dan antosianin nira tebu powder pada berbagai formulasi
Tabel  4.  Phytochemical  content  level:  total  flavonoid,  phenolic,  and  anthocyanin  content  of sugarcane juice in various formulation
Formulasi Formulation Total komponen flavonoid (TFC) Total flavonoid content (TFC) Total komponen fenolik (TPC) Total phenolic content (TPC) Total komponen antosianin (TAC) Total anthocyanin content (TAC) (µg QE/g) (μg GAE/g) (μg/100g) V 1 F 1 1.153,62 ± 327,93 651,54 ± 1,54 0,668 ± 0,63 V 2 F 2 3.009,86 ± 196,76 645,75 0,401 ± 0,31 V 3 F 3 2.063,07 ± 504,20 502,71 ± 1,58 0,100 ± 0,11 V 4 F 3 2.743,25 868,03 ± 9,12 1,091 ± 0,22 V 5 F 3 3.403,83 1.031,51 ± 11,31 0,690 ± 0,99
Gambar 3. Hasil spektra NIRS pada nira tebu powder Figure 3. NIRS spectrum result on sugarcane juice powder

## Total Komponen Antosianin (TAC)
Pengukuran TAC
nira tebu menggunakan metode maserasi untuk konfirmasi komponen & sianidin . Berdasarkan  Tabel  4,  TAC  tertinggi  terdapat pada formulasi V 4 F 3 (11,091 ± 0,22 μg/100g) dan  terendahnya  pada  formulasi  V 3 F 3 (0,100 ± 0,11 μg/100g). Berbagai potensi komponen antosianin (biologis-farmakologi) diantaranya sebagai  antioksidan  (Moyer et  al .,  2002) mengurangi  penyakit  kardiovaskular  (Wang et  al .,  1999;  Seeram et  al .,  2001),  dan  anti- inflamasi (Subarnas & Wagner, 2000).
Karakterisasi Powder Enkapsulasi  Nira Tebu menggunakan NIRS
Formulasi  pada  produksi  nira  tebu powder akan  berpengaruh  pada  hasil  spektra yang  dihasilkan  oleh  NIRS  khusunya  tingkat peak absorbance . Pengkuran spektrum menggunakan instrumen NIRS dengan rentang  panjang  gelombang  400  –  2.500  nm
dan  hasilnya  dapat  dilihat  pada  Gambar  3. Setelah  itu,  dilakukan  indentifikasi  dan pembacaan  gugus  fungsi  spektrumnya  yang dapat dilihat pada Tabel 5.
Sampel powder nira  tebu  setelah  di- scan dengan  menggunakan  instrumen  NIRS memiliki  enam peak yang  masing-masing terdapat  pada  panjang  gelombang  1.200  nm, 1.420 – 1.500 nm, 1.725 – 1.820 nm, 1.900 – 2.100  nm,  2.050  –  2.150  nm,  dan  2.250  – 2.380  nm.  Perbedaan  formulasi,  secara  jenis varietas,  konsentrasi  maltodekstrin,  dan operasional akan mempengaruhi peak spektrum  yang  dihasilkan  oleh  instrumen NIRS.  Menurut  Darmawati et  al .,  (2015), senyawa  pada  kandungan  fitokimia  akan memiliki  gugus  fungsi  OH  fenol,  CH,  CO, C=C,  C=O,  dan  C-C.  Secara  spesifik, komponen  flavonoid  terdapat  pada lokasi panjang  gelombang  1.200  nm,  1.420  –  1.500 nm, 1.725 – 1.820 nm, dan 2.250 – 2.380 nm dengan  indentifikasi  memiliki  kelompok gugus  fungsi  -CH  atau  -OH  (Eldin,  2011).
Tabel 5. Identifikasi kandungan fitokimia nira tebu powder menggunakan spektrum NIRS
Table 5. Identification of phytochemical content from sugarcane powder using NIRS spectrum
Lokasi panjang gelombang (nm) Band location wavelength (nm) Komponen Components Gugus fungsi Functional groups 1.200 Flavonoid C–H second overtone 1.420 – 1.500 Flavonoid & fenolik C–H combination; O–H stretch first overtone ; C=H stretch third overtone 1.725 – 1.820 Flavonoid, fenolik, dan antosianin O–H stretch first overtone ; C–O stretch second overtone combination 1.900 – 2.100 Fenolik O–H stretch; O–H bend second overtone ; C=H stretch second overtone 2.050 – 2.150 Antosianin C–O stretch combination 2.250 – 2.380 Flavonoid dan antosianin C–H stretch ; C–H bend second overtone ;
C–O stretch combination ; C–C stretch combination
Komponen  fenolik  terdapat  pada  lokasi panjang  gelombang  1.725  –  1.820  nm,  1.900 –  2.100  nm,  dan  2.250  –  2.380  nm  dengan kelompok   gugus    fungsi -OH  (Eldin, 2011;
Khadijah et  al .,  2017).  Sedangkan  untuk komponen  antosianin  terdapat  pada  lokasi panjang  gelombang  1.725  –  1.820  nm,  2.050 –  2.150  nm,  dan  2.250  –  2.380  nm  dengan kelompok gugus fungsi  -OH, -CC, -CO, -CH alifatik, atau  -CH tekuk alifatik  (Anggistia et al. , 2016).

## KESIMPULAN
Powder nira  tebu  yang  diproduksi menggunakan spray  dryer dengan  metode enkapsulasi dengan matrik maltodekstrin dari hasil  penelitian  ini  memiliki  potensi  untuk dikembangkan karena sudah mampu mempertahankan  kandungan  fitokimianya. Komponen  seperti  flavonoid,  fenolik,  dan antosianin masih teridentifikasi valid menggunakan  analisa  kimia  dan  spektrum NIRS  dengan  jumlah  yang  masih  berbeda- beda.  Hasil  tersebut  sudah  dapat  menjadi pendahuluan untuk dapat melakukan
penelitian lanjutan. Kajian mengenai persentase  penurunan  degradasi  kandungan fitokimia  dan  evaluasi  atribut  sensori  dapat dilakukan di masa mendatang.

## DAFTAR PUSTAKA
Abbas,  S.  R.,  Ahmad,  S.  D.,  Sabir,  S.  M., Shah,  A.  H.,  Awan,  S.,  Gohar,  M., Khan,  M.  F.,  &  Rao,  A.  Z.  (2013).
Antioxidant activity, repair and tolerance  of  oxidative  DNA  damage  in different cultivars of sugarcane ( Saccharum  officinarum L.)  leaves. Australian  Journal  of  Crop  Science ,
7 (1), 40–45.
Ali,  S.  E.,  El  Gedaily,  R.  A.,  Mocan,  A., Farag, M. A., & El-Seedi, H. R. (2019). Profiling  metabolites  and  biological activities  of  sugarcane  ( Saccharum officinarum L.)  juice  and  its  product molasses  via  a  multiplex  metabolomics approach. Molecules , 24 (5).
Anggistia, M. D.,  Widiyandari,  H., &  Anam, K.  (2016).  Identifikasi  dan  kuantifikasi antosianin  dari  fraksi  bunga  rosela ( Hibiscus sabdariffa L.) dan
pemanfaatannya sebagai zat warna dye- sensitized  solar  cell  (DSSC). Jurnal Kimia  Sains  Dan  Aplikasi , 19 (2),  50– 57.
Chuacharoen,  T.  (2017). Development  of spray-dried  lime  juice  powder  with improved bioactive compound
retention . 04 (2), 7–12.
Da  Silva,  M.  C.  A.,  &  Paiva,  S.  R.  (2012). Antioxidant  activity  and  flavonoid content of Clusia fluminensis Planch. & Triana. Anais  Da  Academia  Brasileira de Ciencias , 84 (3), 609–616.
Darmawati, A. A. S. K., Bawa, I. G. A. G., & Suirta,  I.  W.  (2015).  Isolasi  dan identifikasi senyawa golongan
flavonoid pada daun nangka ( Artocarpus  heterophyllus Lmk.  )  dan aktivitas  antibakteri  terhadap  bakteri Staphylococcus  aureus. Jurnal  Kimia FMIPA  Universitas  Udayana , 9 (2), 203–210.
Duarte-Almeida,  J.  M.,  Novoa,  A.  V., Linares,  A.  F.,  Lajolo,  F.  M.,  &  Inés Genovese,  M.  (2006).  Antioxidant activity  of  phenolics  compounds  from sugar  cane  ( Saccharum  officinarum L.) juice. Plant Foods for Human
Nutrition , 61 (4), 187–192.
Duarte-Almeida, J. M., Salatino, A., Genovese,  M.  I.,  &  Lajolo,  F.  M. (2011).  Phenolic  composition  and antioxidant  activity  of  culms  and sugarcane  ( Saccharum  officinarum L.) products. Food Chemistry , 125 (2), 660– 664.
Eldin,  A.  B.  (2011).  Near  Infra  Red Spectroscopy.  In  T.  Smiljanic  (Ed.), Wide Spectra of Quality Control (First, pp. 237–248). InTech.
Harbone,  J.  (1987). Metode  Fitokimia Penuntun  Cara  Modern  Menganalisis Tumbuhan  Edisi  I (K.  Padmawinata  & I. Sudiro (eds.)). ITB Bandung.
Harborne,  J.,  Williams,  C.,  &  Greenham,  J. (1974). Phytochemistry (21st,  2491st ed.).
Hari,  K.,  Jebitta,  S.  R.,  &  Sivaraman,  K.
(2013). Production and characterization of  sugarcane  juice  powder. Journal  of Sugarcane Research , 3 (1), 20–34.
Jeyabal, P. V. S., Syed, M. B., Venkataraman, M., Sambandham, J. K., &  Sakthisekaran,  D.  (2005).  Apigenin inhibits oxidative stress-induced
macromolecular damage in N-
nitrosodiethylamine (NDEA)-induced hepatocellular  carcinogenesis  in  wistar albino  rats. Molecular  Carcinogenesis , 44 (1), 11–20.
Khadijah, Jayali, A. M., Umar, S., & Sasmita, I.  (2017).  Penentuan  total  fenolik  dan aktivitas  antioksidan  ekstrak  etanolik daun samama ( Anthocephalus macrophylus )  asal  Ternate,  Maluku Utara. Jurnal  Kimia  Mulawarman , 15 (1), 11.
Khare,  A.,  Behari  Lal,  A.,  Singh,  A.,  & Pratap  Singh,  A.  (2012).  Shelflife enhancement of sugarcane juice. Croatian  Journal  of  Food  Technology, Biotechnology  and  Nutrition , 7 (3–4), 179–183.
Khuenpet, K., Charoenjarasrerk, N., Jaijit, S., Arayapoonpong,  S.,  &  Jittanit,  W. (2016).  Investigation  of  suitable  spray drying  conditions  for  sugarcane  juice powder  production  with  an  energy consumption  study. Agriculture  and Natural Resources , 50 (2), 139–145.
Largo,  E.,  Cortes,  M.,  &  Ciro,  H.  J.  (2015). Influence  of  maltodextrin  and  spray drying process conditions on sugarcane juice  powder  quality. Revista  Facultad Nacional  de  Agronomía  Medellín , 68 (1), 7509–7520.
Moyer,  R.  A.,  Hummer,  K.  E.,  Finn,  C.  ., Frei,  B.,  &  Wrolstad,  R.  E.  (2002). Anthocyanins, phenolics and
antioxidants  capacity  in  diverse  small fruits. Journal  of  Agricultural  Food Chemistry , 50 (5), 519-525.
Nielsen,  S.  E.,  Young,  J.  F.,  Daneshvar,  B., Lauridsen, S. T., Knuthsen, P.,
Sandström,  B.,  &  Dragsted,  L.  O.
(1999).  Effect  of  parsley  (Petroselinum crispum)  intake  on  urinary  apigenin
excretion,  blood  antioxidant  enzymes and  biomarkers  for  oxidative  stress  in human  subjects. British  Journal  of
Nutrition , 81 (6), 447–455.
Nishad, J., Selvan, C. J., Mir, S. A., & Bosco,
S.  J.  D.  (2017).  Effect  of  spray  drying on  physical  properties  of  sugarcane juice  powder  ( Saccharum  officinarum L.). Journal  of  Food  Science  and Technology , 54 (3), 687–697.
Pallavi,  R.,  Elakkiya,  S.,  Siva,  S.,  Tennety, R.,  &  Devi,  P.  S.  (2012).  Anthocyanin analysis  and  its  anticancer  property from  sugarcane. International  Journal of Research in Pharmacy and Chemistry , 2 (2), 338–345.
Paton,  N.,  &  Duong,  M.  (1992).  Sugar-cane phenolics and  1st  expressed  juice color III  role  of  chlorogenic  acid  and flavonoids  in  enzymatic  browning  of cane juice. International Sugar Journal , 1124 , 170–176.
Payet,  B.,  Sing,  A.  S.  C.,  &  Smadja,  J.
(2006). Comparison of
the concentrations  of  phenolic  constituents in  cane  sugar  manufacturing  products with their antioxidant activities. Journal of  Agricultural  and  Food  Chemistry , 54 (19), 7270–7276.
Qudsieh,  H. Y. M.,  Yusof,  S., Osman,  A., & Rahman,  R.  A.  (2001).  Physico- chemical changes in sugarcane ( Saccharum  officinarum L.  var  yellow cane) and the extracted juice at different portions of the stem during development  and  maturation. Food Chemistry , 75 (2), 131–137.
Robert,  P.,  Gorena,  T.,  Romero,  N., Sepulveda,  E.,  Chavez,  J.,  &  Saenz,  C. (2010).  Encapsulation  of  polyphenols and  anthocyanins  from  pomegranate ( Punica  granatum )  by  spray  drying. International  Journal  of  Food  Science and Technology , 45 (7), 1386–1394.
Seeram, N. P., Momin, R. A., Nair, M. G., &
Bourquin, L. D. (2001).
Cyclooxygenase inhibitory and
antioxidant  cyanidin  glycosides  in cherries  and  berries. Phytomedicine ,
8 (5), 362–369.
Smith,  P.,  &  Paton,  N.  (1985).  Sugarcane flavonoids. Sugar  Technol , 12 ,  117– 142.
Sreedevi,  P.,  Madhava,  M.,  Amith,  P.,
Gangadhar, G., Indira, M., Lavanya, T.,
Pavan, K. K., Sandhya, M., Subramanyam,  S.  A.,  &  Lakshmi,  D. M.  (2021).  Development  of  low  cost sugarcane  peeler  for  small  vending’s.
The  Pharma  Innovation , 10 (3S),  248– 253.
Subarnas,  A.,  &  Wagner,  H.  (2000).
Analgesic and anti-inflammatory activity of the proanthocyanidin shellegueain  A  from  Polypodium  feei METT. Phytomedicine , 7 (5), 401–405.
Suzery,  M.,  Lestari,  S.,  &  Cahyono,  B. (2010).  Penentuan  total  antosianin  dari kelopak bunga rosela (Hibiscus sabdariffa  L.)  dengan  metode  maserasi dan  sokshletasi. Jurnal  Sains  Dan Matematika , 18 (1), 1–6.
Vaz,  L., & Peter, D. (2019). Development of a  microencapsulated  sugarcane  juice. Drug Invention Today , 11 (4), 864–868.
Vongsawasdi,
P., Nopharatana, M., Tangbumrungpong, D., &
Apinunjarupong,  S.  (2002).  Production of  instant  fruit  and  vegetable  juice  by spray  dryer  and  microwave-vacuum dryer. KMUTT R&D Journal , 25 , 257– 277.
Wang,  H.,  Nair,  M.  G.,  Strasburg,  G.  M., Chang,  Y.  C.,  Booren,  A.  M.,  Gray,  J. I.,  &  DeWitt,  D.  L.  (1999).  Erratum: antioxidant and antiinflammatory activities  of  anthocyanins  and  their aglycon,  cyanidin,  from  tart  cherries. Journal  of  Natural  Products , 62 (5), 802.
Zhao,  Y.,  Zhu,  L.,  Yu,  S.,  &  Zhengang,  Z. (2013).  HPLC-UV-ESI-MS  methods for  flavonoid  profiling  of  sugarcane juice extract. Sugar Industry , 525–531.